フェーズフィールドモデルによるミクロ・マクロ連成力学解析手法の構築

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560079
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 上原 拓也 山形大学, 理工学研究科, 准教授 (50311741)
• 研究分担者: 井上 達雄 埼玉工業大学, 付置研究所, 教授 (10025950)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 計算力学 / 固体力学 / フェーズフィールドモデル / 数値解析 / 相変態 / 分子動力学

研究概要

本研究では，材料のマクロな力学特性とミクロな微視組織の関係を考慮した材料の力学解析モデルの構築を行った．マルチフェーズフィールドモデルをベースとして，各相の力学特性を考慮することによって，微視組織の形状や形態がマクロな力学特性に与える影響を求めることが可能なモデルを構築した．また，このモデルを用いることにより，多結晶組織やラメラ組織内部の微視的な応力分布を求めることが可能であることを示した．また，界面での物理的特性を明らかにするため，２相モデルを用いた分子動力学解析も行い，各相の特性がマクロ特性に及ぼす影響を明らかにした．

研究成果

• [雑誌論文] Molecular dynamics simulation of tensile properties of nano- layered materials (2013)
  • 著者名/発表者名: Takuya Uehara
  • 雑誌名: Advanced Materials Research 巻: vol.741 ページ: 79-83
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.538-541.322
  • 査読あり
• [雑誌論文] Grain growth simulation of precipitated phase on surface and evaluation of the residual stress distribution (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuya Uehara
  • 雑誌名: Advanced Materials Research 巻: Vols. 538-541 ページ: 322-325
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.538-541.322
  • 査読あり
• [雑誌論文] An atomistic study on the slip deformation mechanism of crystalline materials using a weak-plane model (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuya Uehara
  • 雑誌名: Applied Mechanics and Materials 巻: vol.197 ページ: 2070-2075
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.197.2070
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical simulation of homogeneous poly- crystalline grain formation using multi- phase-field model (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuya Uehara and Hideyuki Suzuki
  • 雑誌名: Applied Mechanics and Materials 巻: vol.197 ページ: 2610-2614
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.197.2610
  • 査読あり
• [学会発表] Influence of random nucleation condition on transformation kinetics in phase field simulations (2014)
  • 著者名/発表者名: Takuya Uehara
  • 学会等名: The 5th Inter- national Conference on Computational Methods
  • 発表場所: Fitzwilliam College, Cambridge, U.K. (発表確定)
  • 年月日: 20140728-30
• [学会発表] 凝固組織形成解析におけるランダムな核生成条件の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 上原拓也
  • 学会等名: 第19回計算工学講演会
  • 発表場所: 広島(発表確定)
  • 年月日: 20140611-13
• [学会発表] 泡の構造の形成・消滅シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 上原拓也
  • 学会等名: 日本機械学会第26回計算力学講演会
  • 発表場所: 佐賀大
  • 年月日: 20131102-04
• [学会発表] An atomistic study on nano-scale friction mechanism using molecular dynamics simulation (2013)
  • 著者名/発表者名: Takuya Uehara
  • 学会等名: 12th Int. Conf. on Computational Plasticity
  • 発表場所: Technical University of Catalonia, Barcelona, Spain
  • 年月日: 20130903-05
• [学会発表] Phase field simulation of stress distribution in lamellar eutectic structure (2013)
  • 著者名/発表者名: Takuya Uehara
  • 学会等名: The 3rd International Symposium on Cutting Edge of Computer Simulation of Solidification, Casting and Refining
  • 発表場所: Lejondals Slott, Stockholm, Sweden
  • 年月日: 20130520-23
• [学会発表] ラメラ組織の形成過程と力学特性のフェーズフィールドシミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 上原拓也
  • 学会等名: 第62回理論応用力学講演会
  • 発表場所: 東工大
  • 年月日: 20130306-08
• [学会発表] Grain-size equalization model using multi-phase-field model (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuya Uehara
  • 学会等名: The 7th International Workshop on Modeling Crystal Growth
  • 発表場所: The Grand Hotel, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20121028-31
• [学会発表] フェーズフィールドシミュレーションによる結晶粒分布の最適化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 上原拓也
  • 学会等名: 日本機械学会第25回計算力学講演会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
  • 年月日: 20121006-09
• [学会発表] マイクロスケール構造の力学応答に関するフェーズフィールドモデリング (2012)
  • 著者名/発表者名: 上原拓也
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2010材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 愛媛大
  • 年月日: 20120921-24
• [学会発表] 微視組織内の応力分布と材料特性変化に関するフェーズフィールドモデリング (2011)
  • 著者名/発表者名: 上原拓也
  • 学会等名: 日本機械学会第24回計算力学講演会
  • 発表場所: 岡山大
  • 年月日: 2011-10-09
• [学会発表] 原子スケール解析による材料の変形メカニズムの解明とモデリング (2011)
  • 著者名/発表者名: 上原拓也
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部秋季講演会
  • 発表場所: 山形大
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 微細構造をもつ材料の力学特性に関する分子動力学シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡邊雅介,上原拓也
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部秋季講演会
  • 発表場所: 山形大
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] 変形に伴う微視組織変化のフェーズフィールドシミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木秀章,上原拓也
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部秋季講演会
  • 発表場所: 山形大
  • 年月日: 2011-09-22
• [備考]
  • URL: http://uhlab.yz.yamagata-u.ac.jp/uehara_j.html